من أكثر المشاريع جرأة في السنوات الأخيرة في مجال تكنولوجيا الفضاء هو التطور ، وهناك أسباب للأخبار الجيدة. عُرف مؤخرًا عن اكتمال العمل في مشروع "إنشاء وحدة نقل وطاقة تعتمد على محطة طاقة نووية من فئة ميغاوات". الآن يتعين على العلماء تنفيذ عدد من الأعمال اللاحقة ، وستكون النتيجة النهائية هي ظهور وحدة كاملة مناسبة للاستخدام.
تقرير عمل
في نهاية يوليو ، وافقت روسكوزموس على تقرير عام 2018 يشير إلى مجالات النشاط الرئيسية ونجاحات المنظمة. يذكر التقرير ، من بين أمور أخرى ، مشروع "إنشاء وحدة نقل وطاقة تعتمد على محطة طاقة نووية من فئة ميغاوات" ، تم تطويره في إطار برنامج الدولة "الأنشطة الفضائية لروسيا للفترة 2013-2020".
وبحسب التقرير فقد تم الانتهاء من هذا المشروع العام الماضي. كجزء من هذا العمل ، تم إعداد وثائق التصميم ، وتم تصنيع المنتجات الفردية واختبارها. بينما نتحدث عن مكونات التخطيط المستقبلي للنموذج الأرضي لوحدة النقل والطاقة (TEM).
لا يتوقف العمل على إنشاء TEM عند هذا الحد. سيتم تنفيذ جميع الأنشطة الأخرى في إطار برنامج الفضاء الفيدرالي الحالي. لسوء الحظ ، لا يقدم تقرير Roscosmos تفاصيل فنية عن مشروع TEM في شكله الحالي ، ولا يشير أيضًا إلى توقيت العمل. ومع ذلك ، فإن هذه البيانات معروفة من مصادر أخرى.
تاريخ القضية
وفقًا لتقرير Roscosmos ، يستمر العمل على TEM ويجب أن يدخل قريبًا مرحلة جديدة. وهذا يعني أن خطط إنشاء صاروخ وتكنولوجيا فضاء جديدين بشكل أساسي ، والتي تمت الموافقة عليها منذ ما يقرب من 10 سنوات ، سيتم الوفاء بها في المستقبل المنظور.
تم اقتراح فكرة وحدة النقل والطاقة على أساس محطة الطاقة النووية (NPP) في شكلها الحالي في عام 2009. وكان من المقرر أن يتم تطوير هذا المنتج من قبل شركتي Roscosmos و Rosatom. يتم لعب الدور الرائد في المشروع من قبل شركة Rocket and Space Corporation Energia ومركز Keldysh للمؤسسات الفيدرالية الحكومية الفيدرالية.
في عام 2010 ، بدأ المشروع ، وبدأت أعمال البحث والتصميم الأولى. في ذلك الوقت ، قيل أن المكونات الرئيسية لمحطة الطاقة النووية و TEM ستكون جاهزة بحلول نهاية العقد. تم إعداد التصميم الأولي لـ TEM في عام 2013. في عام 2014 ، بدأ اختبار مكونات محطة الطاقة النووية ومحرك ID-500 الأيوني. في المستقبل ، كانت هناك العديد من التقارير حول الأعمال والنجاحات المختلفة. تم بناء واختبار عناصر مختلفة من محطة الطاقة النووية و TEM ، بالإضافة إلى البحث عن مجالات تطبيق التكنولوجيا الجديدة.
أثناء تطوير مشروع TEM ، تم نشر الصور التي تظهر المظهر التقريبي لهذا المنتج بانتظام في مصادر مفتوحة. آخر مرة ظهرت فيها هذه المواد في نوفمبر من العام الماضي. من الغريب أن هذا الإصدار من المظهر كان مختلفًا بشكل ملحوظ عن الإصدارات السابقة ، على الرغم من وجود بعض التشابه في الميزات الأساسية.
ميزات تقنية
تعتبر وحدة النقل والطاقة وسيلة متعددة الأغراض للعمل في الفضاء ، سواء في مدارات الأرض أو في مسارات أخرى. بمساعدتها ، في المستقبل ، من المخطط إطلاق الحمولة في المدارات أو إرسالها إلى الأجرام السماوية الأخرى.أيضًا ، يمكن استخدام TEM لخدمة المركبات الفضائية أو في مكافحة الحطام الفضائي.
سوف تتلقى TEM دعامات منزلقة ، والتي من خلالها سيتم توفير الأبعاد اللازمة. يُقترح في المزارع تركيب وحدة طاقة مع تركيب مفاعل ، ومجمع للأجهزة والتجميع ، ومنشآت لرسو السفن ، وألواح شمسية ، إلخ. في الجزء الخلفي من الوحدة ، سيتم تحديد موقع محركات الصواريخ الكهربائية. سيتم نقل الحمولة باستخدام أجهزة الإرساء.
المكون الرئيسي لـ TEM هو محطة الطاقة النووية من فئة ميغاوات ، والتي تم تطويرها منذ عام 2009. يجب أن يتميز مفاعل التركيب بمقاومة خاصة لأحمال درجات الحرارة ، والتي ترتبط بأنماط تشغيل خاصة. تم اختيار خليط الهيليوم-زينون كمبرد. ستصل الطاقة الحرارية للتركيب إلى 3.8 ميغاواط ، والطاقة الكهربائية - 1 ميغاواط. للتخلص من الحرارة الزائدة ، يُقترح استخدام ثلاجة مشعاع بالتنقيط.
يجب توفير الكهرباء من منشأة نووية لمحرك صاروخي كهربائي. محرك ID-500 الأيوني الواعد في مرحلة الاختبار. بكفاءة تصل إلى 75٪ ، يجب أن تُظهر قوة تبلغ 35 كيلو وات و دفع يصل إلى 750 مليون نيوتن. خلال الاختبارات في عام 2017 ، عمل منتج ID-500 على المنصة لمدة 300 ساعة بقوة 35 كيلو واط.
وفقًا لبيانات السنوات السابقة ، يبلغ طول TEM في موضع العمل أكثر من 50-52 مترًا وقطرها (للدعامات المفتوحة والعناصر الموجودة عليها) يزيد عن 20 مترًا ، وتبلغ الكتلة 20 طنًا على الأقل. عدة مركبات إطلاق مع التجميع اللاحق. ثم يجب أن تلتحم الحمولة معها. عمر خدمة التصميم ، المحدد بعمر خدمة المفاعل ، هو 10 سنوات.
آفاق كبيرة
السمة الرئيسية لـ TEM مع محطة للطاقة النووية ، والتي تميزها بشكل أساسي عن غيرها من الصواريخ وتكنولوجيا الفضاء ، هي الدافع الأعلى المحدد. يتيح استخدام محطة طاقة خاصة ومحرك صاروخي كهربائي الحصول على معايير الدفع المطلوبة بأقل استهلاك للوقود النووي. وبالتالي ، فإن TEM ، من الناحية النظرية ، قادرة على حل المشكلات التي يتعذر الوصول إليها لأنظمة الصواريخ التقليدية التي تغذيها الوقود الكيميائي.
بفضل هذا ، يصبح من الممكن استخدام المحركات المسيرة والتحويل بشكل أكثر نشاطًا طوال الرحلة. على وجه الخصوص ، هذا يسمح باستخدام مسارات طيران أكثر ملاءمة للأجرام السماوية الأخرى. تتيح مدة الخدمة التي تبلغ 10 سنوات استخدام TEM عدة مرات في مهام مختلفة ، مما يقلل من تكلفة تنظيمها. بشكل عام ، فإن ظهور أنظمة مثل TEM مع محطة للطاقة النووية سيعطي رواد الفضاء فرصًا جديدة في جميع مجالات النشاط الرئيسية.
يجب أن تستخدم محركات TEM القياسية جزءًا فقط من الكهرباء من أنظمة التوليد. وفقًا لذلك ، لا يزال هناك هامش كبير من الطاقة مناسب للاستخدام بواسطة المعدات المستهدفة.
ومع ذلك ، هناك أيضًا عيوب كبيرة. بادئ ذي بدء ، إنها الحاجة إلى تطوير مجموعة كاملة من التقنيات الجديدة والتعقيد الكلي للمشروع. نتيجة لذلك ، يتطلب إنشاء TEM الكثير من الوقت والتمويل المناسب. وهكذا ، تم تطوير مشروع Roscosmos منذ حوالي 10 سنوات ، ولكن التطبيق العملي لـ TEM النهائي لا يزال في المستقبل البعيد. تقدر التكلفة الإجمالية للمشروع بـ 17 مليار روبل.
يؤدي استخدام محطة للطاقة النووية إلى قيود خطيرة في مراحل مختلفة. على سبيل المثال ، لا يمكن اختبار محطة طاقة نووية منتهية أو TEM ككل إلا في المدارات ، مما يقلل الضرر الناجم عن حالات الطوارئ المحتملة. الأمر نفسه ينطبق على تشغيل وحدة النقل والطاقة الجاهزة.
المستقبل القريب
وفقًا لآخر الأخبار ، تم الانتهاء بنجاح من تطوير مشروع "إنشاء وحدة نقل وطاقة تعتمد على محطة طاقة نووية من فئة ميغاوات". بعض النماذج المطلوبة للاختبار جاهزة بالفعل.في السنوات القادمة ، سيتعين على الشركات من Roskosmos و Rosatom تنفيذ عدد من الأعمال المهمة مع هذه المنتجات وغيرها.
من المقرر بناء النموذج الأولي للطائرة TEM في 2022-23. بعد ذلك ، يجب أن تبدأ الاختبارات المختلفة ، والتي ستستغرق عدة سنوات. من المتوقع الإطلاق الكامل لعملية TEM في عام 2030.
في نهاية يونيو ، أصبح معروفًا عن إعداد الموقع لتشغيل TEM. سيتم إطلاق هذه المعدات من قاعدة فوستوشني الفضائية. منذ وقت ليس ببعيد ، تم الإعلان عن مسابقة لتطوير وبناء مجموعة من المرافق لإعداد مركبة فضائية ووحدة نقل وطاقة. يجب تطوير وثائق تصميم المجمع التقني في 2025-26. من المقرر أن يبدأ البناء في عام 2027 ، وسيبدأ التشغيل في عام 2030. تبلغ تكلفة العقد 13.2 مليار روبل.
وبالتالي ، ستستمر الأعمال المختلفة حول موضوع الصواريخ المتقدمة وتكنولوجيا الفضاء مع محطات الطاقة النووية طوال العقد المقبل. سيتعين على بعض المنظمات إكمال التطوير واختبار وحدة النقل والطاقة ، بينما ستقوم منظمات أخرى بإعداد البنية التحتية لتشغيلها. بناءً على نتائج كل هذه الأعمال ، سيكون تحت تصرف صناعة الفضاء الروسية في عام 2030 تقنية جديدة بشكل أساسي ذات قدرات واسعة. ومع ذلك ، فإن تعقيد جميع مراحل البرنامج الواعد قد يؤدي إلى تغيير في الجدول الزمني.
